JP2014152922A

JP2014152922A - 回転軸装置

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Publication number: JP2014152922A
Application number: JP2013026143A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Watamoto; 裕綿本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2014-08-25

Abstract

【課題】テーパ穴円筒ころ軸受のラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる回転軸装置を提供する。
【解決手段】間座２は、小径間座２２と、大径間座２１と、これら両間座間に介装されるスペーサ２３とを有し、小径間座２２は外周にテーパ面の小径間座外周面２２ａを有し、大径間座２１は内周にテーパ面の大径間座内周面２１ａを有し、円筒部２３ａの内輪端面１０ｂ側には径方向内方へ延在する円板部２３ｂが形成され、円板部２３ｂは小径間座端面２２ｃに当接し、円筒部２３ａのフランジ端面９０ａ側には径方向外方へ折り曲げる曲げ部２３ｃが形成され、曲げ部２３ｃは大径間座端面２１ｂに当接し、小径間座２２及び大径間座２１が軸方向に相対的に移動し、これら両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして間座２の幅調整を行ない、この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内輪内径がテーパ穴となった円筒ころ軸受を使用する回転軸装置に関する。

高剛性及び高精度が要求される工作機械の主軸などに用いられる回転軸装置には、円筒ころを使用し内輪内径がテーパ穴となった円筒ころ軸受が多く使用されている。このような用途では、軸受のラジアル内部すきまが過大の場合には主軸の精度が悪化し、ラジアル内部すきまが過小の場合には軸受の異常発熱及び早期剥離などの問題が発生することがあり、軸受のラジアル内部すきま調整が重要となっている。このため、内輪内径のテーパ穴に合わせたテーパ面を有する回転軸に軸受を圧入して嵌合し、軸受の圧入深さを調整することにより、ラジアル内部すきまを調整可能としている。（例えば、特許文献１を参照）

図８は、この種の従来の回転軸装置の一例を示す。回転軸装置は、回転軸１０９のテーパ面に嵌合される円筒ころ軸受１０１と、円筒ころ軸受１０１の両端にそれぞれ装着される間座１０２，１０３と、回転軸１０９に円筒ころ軸受１０１を締め付け固定する固定ナット１０４とから構成される。円筒ころ軸受１０１は、複列の内輪鍔付きの円筒ころ軸受であり、内周がテーパ面からなる内輪１１０と、内輪１１０と同軸に配置され軸箱（図示せず）に固定される外輪１１１と、内外輪間に複列でそれぞれに配置される円筒ころ１１２とを備える。回転軸１０９の外周面に形成されるフランジ１９０の一端面と内輪１１０の一端面との間に間座１０２が介装される。内輪１１０の他端面に間座１０３の一端が当接し、間座１０３の他端側に装着される固定ナット１０４により、円筒ころ軸受１０１が回転軸１０９に締め付け固定される。

特開２００９−８２１１号公報

しかしながら、上記の回転軸装置では、円筒ころ軸受１０１のラジアル内部すきま調整が円筒ころ軸受１０１の圧入深さを調整することにより行われるので、間座１０２の幅を調整する必要がある。間座１０２の幅調整は、間座を削ったり、複数の水準を用意した間座を入れ換えるなどして行うため、手間がかかり作業性を低下させていた。そこで、回転軸装置は、テーパ穴円筒ころ軸受のラジアル内部すきま調整の作業性を向上させることが課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、テーパ穴円筒ころ軸受のラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる回転軸装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る回転軸装置の構成上の特徴は、回転軸の外周に形成されるテーパ面からなる回転軸テーパ面に嵌合される内輪と、この内輪に同軸で相対回転可能に配置される外輪と、内外輪間に転動可能に配置される円筒ころとからなる円筒ころ軸受が、前記回転軸の外周面に形成されるフランジの一端面と前記内輪の一端面との間に介装される間座を介して前記回転軸に固定される回転軸装置において、前記間座は、内周が前記回転軸の外周面に嵌合する小径間座と、前記小径間座に対して径方向の外方に設けられる大径間座と、を有し、前記小径間座は、外周にテーパ面からなる小径間座外周面を有し、前記大径間座は、内周に前記小径間座外周面に合わせたテーパ面からなる大径間座内周面を有し、前記間座は、前記小径間座外周面及び前記大径間座内周面を対向させて前記小径間座と前記大径間座とを固定する固定手段をさらに有し、前記小径間座の大径側の端面が前記フランジの一端面に当接し、前記大径間座の小径側の端面が前記内輪の一端面に当接し、前記小径間座及び前記大径間座が軸方向に相対的に移動し、これら両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして前記間座の幅調整を行ない、この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整することである。

請求項１の回転軸装置によれば、小径間座及び大径間座のそれぞれの対向する面がテーパ面からなり、これら両間座が軸方向に相対的に移動し、両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして間座の幅調整を行なう。この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整することができるので、その調整の作業性を向上することができる。

請求項２に係る回転軸装置の構成上の特徴は、前記固定手段は、前記小径間座外周面と前記大径間座内周面との間に介装される円筒部を有するスペーサからなり、前記円筒部は、周方向の全周又は一部に形成され、前記円筒部の前記内輪の一端面側には、径方向内方へ延在する円板部が形成され、この円板部は、周方向の全周又は一部に形成され、且つ前記小径間座の小径側の端面に当接し、前記円筒部の前記フランジの一端面側には、径方向外方へ折り曲げる曲げ部が形成され、この曲げ部は、周方向の一部に形成され、且つ前記大径間座の大径側の端面に当接し、前記小径間座及び前記大径間座が軸方向に相対的に移動し、これら両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして前記間座の幅調整を行ない、この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整した後、前記曲げ部を折り曲げることにより、前記小径間座と前記大径間座とを固定することである。

請求項２の回転軸装置によれば、小径間座と大径間座との間にスペーサを介装し、円板部が小径間座を固定し、曲げ部を折り曲げることにより小径間座に大径間座を固定するので、ラジアル内部すきまを調整の作業性を向上することができる。

請求項３に係る回転軸装置の構成上の特徴は、前記固定手段は、前記小径間座外周面及び前記大径間座内周面を螺合してなることである。

請求項３の回転軸装置によれば、小径間座外周面及び大径間座内周面を螺合することにより小径間座と大径間座とを固定するので、ラジアル内部すきまを調整の作業性を向上することができる。

本発明によれば、テーパ穴円筒ころ軸受のラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる回転軸装置を提供できる。

第１実施形態：本発明の一実施形態である回転軸装置を示す軸方向の断面図である。第１実施形態：図１における回転軸及びスペーサのＡ矢視図である。第１実施形態：図１の要部拡大図である。第１実施形態：図２の変形例を示す図である。第１実施形態：図２の変形例を示す図である。第１実施形態：図２の変形例を示す図である。第２実施形態：本発明の一実施形態である回転軸装置を示す軸方向の断面図である。従来の回転軸装置を示す軸方向の断面図である。

以下、本発明の回転軸装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態である回転軸装置を示す軸方向の断面図である。図２は、図１における回転軸９及びスペーサ２３のＡ矢視図である。図１及び図２を参照しつつ説明する。

回転軸装置は、回転軸９の外周に形成されるテーパ面からなる回転軸テーパ面９２に嵌合される円筒ころ軸受１と、円筒ころ軸受１の両端にそれぞれ装着される間座２，３と、回転軸９に円筒ころ軸受１を締め付け固定する固定ナット４とから構成される。ここで、回転軸テーパ面９２のテーパ角度は、例えば１／１２としている。

円筒ころ軸受１は、複列の内輪鍔付きの円筒ころ軸受であり、内周にテーパ面である内輪テーパ面１０ａを有する内輪１０と、内輪１０と同軸に配置され軸箱（図示せず）に固定される外輪１１と、内外輪間に複列でそれぞれに配置される円筒ころ１２とを備える。

回転軸９の端部外周に形成されるフランジ９０の一端面であるフランジ端面９０ａと、内輪１０の一端面である内輪端面１０ｂとの間に円筒状の間座２が介装される。内輪１０の他端面である内輪端面１０ｃに円筒状の間座３の一端が当接し、間座３の他端側に装着される固定ナット４により、円筒ころ軸受１が回転軸９に締め付け固定される。回転軸１の外周面には、フランジ９０と回転軸テーパ面９２との間に平坦な面からなる大径平坦部９１が全周に亘って形成される。内輪テーパ面１０ａは、内輪端面１０ｂ側が大径側となり、内輪端面１０ｃ側が小径側となって形成される。

間座２は、内周が大径平坦部９１に嵌合する円筒状の小径間座２２と、小径間座２２に対して径方向の外方に設けられる円筒状の大径間座２１と、小径間座２２と大径間座２１との間に介装されるスペーサ２３とを備える。小径間座２２、大径間座２１、及びスペーサ２３の材料としては、例えば、炭素鋼が用いられる。

小径間座２２は、外周にテーパ面からなる小径間座外周面２２ａを有する。小径間座外周面２２ａは、フランジ端面９０ａ側が大径側となり、内輪端面１０ｂ側が小径側となって形成される。小径間座２２の大径側の端面である小径間座端面２２ｂが、フランジ端面９０ａに当接する。ここで、小径間座外周面２２ａのテーパ角度は、回転軸テーパ面９２のそれとほぼ同じとしている。

大径間座２１は、小径間座外周面２２ａに合わせたテーパ面からなる大径間座内周面２１ａを有する。大径間座２１の小径側の端面である大径間座端面２１ｃが、内輪端面１０ｂに当接する。

スペーサ２３は、小径間座外周面２２ａと大径間座内周面２１ａとの間に介装される円筒部２３ａと、円筒部２３ａの内輪端面１０ｂ側端から径方向内方へ延在する円板部２３ｂと、円筒部２３ａのフランジ端面９０ａ側端から径方向外方へほぼ直角に折り曲げる曲げ部２３ｃとを備える。円筒部２３ａは、全周に亘って形成される。円板部２３ｂは、全周に亘って形成され、且つ小径間座２２の小径側の端面である小径間座端面２２ｃに当接する。曲げ部２３ｃは、周方向の４箇所に等配され、且つ大径間座２１の大径側の端面である大径間座端面２１ｂに当接する。これにより、小径間座２２と大径間座２１とが、スペーサ２３を介して固定される。ここで、スペーサ２３が本発明の固定手段に対応する。

次に、円筒ころ軸受１のラジアル内部すきまの調整作業について説明する。図３は、図１の要部拡大図である。図３を参照しつつ説明する。回転軸１に所定の幅を有する間座２を、小径間座端面２２ｂがフランジ端面９０ａに当接するまで圧入し、大径平坦部９１に嵌合する。ここで、スペーサ２３の曲げ部２３ｃは、初期状態においては、破線で示すように折り曲げられていない。また、曲げ部２３ｃは、内周端面が面取りされた面取り部２３ｄを設けている。

次に、円筒ころ軸受１を、内輪端面１０ｂが大径間座端面２１ｃに当接するまで圧入し、回転軸テーパ面９２に嵌合する。そして、外輪１１を径方向に動かし、円筒ころ軸受１のラジアル内部すきまを測定する。ここで、ラジアル内部すきまを測定したときに、ラジアル内部すきまが所定の狙い値より僅かに大きめとなるように、予め間座２の所定の幅を設定しておく。測定したラジアル内部すきまが所定の狙い値となるまで、円筒ころ軸受１を軸方向に追い込む。これにより、大径間座２１がフランジ端面９０ａ側に移動し、間座２の幅が調整される。ラジアル内部すきまが所定の狙い値になると、曲げ具８を曲げ部２３ｃの面取り部２３ｄに引っ掛けて曲げ部２３ｃを径方向外方へ曲げ、大径間座端面２１ｂに当接させる。その結果、小径間座２２と大径間座２１とが、スペーサ２３を介して固定され、ラジアル内部すきまの調整作業が終了する。ここで、間座２は、ラジアル内部すきまの調整時において、大径間座２１がフランジ端面９０ａ側に移動し、小径間座２２と大径間座２１との間でテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にてこれら両間座が位置決めされるように構成される。

これにより、この回転軸装置では、小径間座２２及び大径間座２１のそれぞれの対向する面がテーパ面からなり、これら両間座が軸方向に相対的に移動し、両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして間座２の幅調整を行なう。この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整するので、間座２が汎用化でき、間座を削ったり、複数の水準の間座を入れ換える必要がなく、ラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる。

また、この回転軸装置では、間座２の小径間座２２と大径間座２１との間にスペーサ２３を介装し、円板部２３ｂが小径間座２２を固定し、曲げ部２３ｃを折り曲げることにより小径間座２２に大径間座２１を固定するので、間座２が容易に固定でき、ラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる。

以上のように、本実施の形態に係る回転軸装置によれば、テーパ穴円筒ころ軸受１のラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、小径間座外周面２２ａ及び大径間座内周面２１ａのテーパ角度は、回転軸テーパ面９２のそれとほぼ同じとしたが、それに限るものではなく、例えば、回転軸テーパ面９２のテーパ角度より小さくする構成に適用しても良い。この場合、間座２の幅調整が容易となる。

また、本実施形態の回転軸装置では、スペーサ２３が、円筒部２３ａは全周に亘って形成され、円板部２３ｂは全周に亘って形成され、そして、曲げ部２３ｃは周方向の４箇所に等配されるとしたが、それに限るものではなく、例えば、図４〜６などのように各種形状の構成に適用しても良い。図４〜６は、いずれも図２の変形例を示す図である。

図４に示すようにスペーサ２３が、円筒部２３ａは全周に亘って形成され、円板部２３ｂ１は周方向の４箇所に等配され、そして、曲げ部２３ｃは周方向の４箇所に等配されて構成される。これにより、回転軸装置が軽量化できる。

また、図５に示すようにスペーサ２３が、円筒部２３ａ１は周方向の４箇所に等配され、円板部２３ｂは全周に亘って形成され、そして、曲げ部２３ｃは周方向の４箇所に等配して構成される。これにより、回転軸装置が軽量化できる。

また、図６に示すようにスペーサ２３は、分割された４個が周方向に等配され、各スペーサ２３は、円筒部２３ａ１、円板部２３ｂ１、及び曲げ部２３ｃが周方向に同じ長さで形成されて構成される。これにより、回転軸装置が軽量化できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態における回転軸装置において、スペーサ２３によって行われた間座２の小径間座２２と大径間座２１とを固定する固定手段が、螺合することにより行われる構成の実施形態である。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。

図７は、本発明の一実施形態である回転軸装置を示す軸方向の断面図である。図７を参照しつつ説明する。
間座５は、内周が大径平坦部９１に嵌合する円筒状の小径間座５２と、小径間座５２に対して径方向の外方に設けられる円筒状の大径間座５１とを備える。小径間座５２及び大径間座５１の材料としては、例えば、炭素鋼が用いられる。

小径間座５２は、外周にテーパ面且つ雌ねじからなる小径間座外周面５２ａを有する。小径間座外周面５２ａは、フランジ端面９０ａ側が大径側となり、内輪端面１０ｂ側が小径側となって形成される。小径間座５２の大径側の端面である小径間座端面５２ｂが、フランジ端面９０ａに当接する。ここで、小径間座外周面５２ａのテーパ角度は、回転軸テーパ面９２のそれとほぼ同じとしている。

大径間座５１は、小径間座外周面５２ａに合わせたテーパ面且つ雄ねじからなる大径間座内周面５１ａを有する。大径間座５１の小径側の端面である大径間座端面５１ｃが、内輪端面１０ｂに当接する。小径間座外周面５２ａに大径間座内周面５１ａを締め付け螺合することにより小径間座５２と大径間座５１とが固定される。

次に、円筒ころ軸受１のラジアル内部すきまの調整作業について説明する。図７を参照しつつ説明する。回転軸１に所定の幅を有する間座５を、小径間座端面５２ｂがフランジ端面９０ａに当接するまで圧入し、大径平坦部９１に嵌合する。

次に、円筒ころ軸受１を、回転軸テーパ面９２に嵌合する。そして、外輪１１を径方向に動かし、円筒ころ軸受１のラジアル内部すきまを測定する。ここで、ラジアル内部すきまを測定したときに、ラジアル内部すきまが所定の狙い値より僅かに大きめとなるように、予め間座５の所定の幅を設定しておく。測定したラジアル内部すきまが所定の狙い値となるまで、大径間座５１をねじ込んだ後、円筒ころ軸受１を軸方向に追い込む。これにより、大径間座５１がフランジ端面９０ａ側に移動し、間座５の幅が調整される。そして、小径間座５２と大径間座５１とが、螺合により固定され、ラジアル内部すきまの調整作業が終了する。ここで、間座５は、ラジアル内部すきまの調整時において、大径間座５１がフランジ端面９０ａ側に移動し、小径間座５２と大径間座５１との間でテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にてこれら両間座が位置決めされるように構成される。

これにより、この回転軸装置では、小径間座５２及び大径間座５１のそれぞれの対向する面がテーパ面からなり、これら両間座が軸方向に相対的に移動し、両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして間座５の幅調整を行なう。この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整するので、間座５が汎用化でき、間座を削ったり、複数の水準の間座を入れ換える必要がなく、ラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる。

また、この回転軸装置では、小径間座外周面５２ａに大径間座内周面５１ａを締め付け螺合することにより小径間座５２と大径間座５１とを固定するので、間座５が容易に固定でき、ラジアル内部すきま調整の作業性を向上することができる。

１：円筒ころ軸受、２，３，５：間座、４：固定ナット、８：曲げ具、９：回転軸、１０：内輪、１０ａ：内輪テーパ面、１０ｂ，１０ｃ：内輪端面、１１：外輪、１２：円筒ころ、２１，５１：大径間座、２１ａ，５１ａ：大径間座内周面、２１ｂ，２１ｃ，５１ｃ：大径間座端面、２２，５２：小径間座、２２ａ，５２ａ：小径間座外周面、２２ｂ，２２ｃ，５２ｂ：小径間座端面、２３：スペーサ、２３ａ，２３ａ１：円筒部、２３ｂ，２３ｂ１：円板部、２３ｃ：曲げ部、２３ｄ：面取り部、９０：フランジ、９０ａ：フランジ端面、９１：大径平坦部、９２：回転軸テーパ面１０１：円筒ころ軸受、１０２，１０３：間座、１０４：固定ナット、１０９：回転軸、１１０：内輪、１１１：外輪、１１２：円筒ころ、１９０：フランジ

Claims

回転軸の外周に形成されるテーパ面からなる回転軸テーパ面に嵌合される内輪と、この内輪に同軸で相対回転可能に配置される外輪と、内外輪間に転動可能に配置される円筒ころとからなる円筒ころ軸受が、前記回転軸の外周面に形成されるフランジの一端面と前記内輪の一端面との間に介装される間座を介して前記回転軸に固定される回転軸装置において、
前記間座は、内周が前記回転軸の外周面に嵌合する小径間座と、前記小径間座に対して径方向の外方に設けられる大径間座と、を有し、
前記小径間座は、外周にテーパ面からなる小径間座外周面を有し、
前記大径間座は、内周に前記小径間座外周面に合わせたテーパ面からなる大径間座内周面を有し、
前記間座は、前記小径間座外周面及び前記大径間座内周面を対向させて前記小径間座と前記大径間座とを固定する固定手段をさらに有し、
前記小径間座の大径側の端面が前記フランジの一端面に当接し、前記大径間座の小径側の端面が前記内輪の一端面に当接し、
前記小径間座及び前記大径間座が軸方向に相対的に移動し、これら両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして前記間座の幅調整を行ない、この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整することを特徴とする回転軸装置。
前記固定手段は、前記小径間座外周面と前記大径間座内周面との間に介装される円筒部を有するスペーサからなり、
前記円筒部は、周方向の全周又は一部に形成され、
前記円筒部の前記内輪の一端面側には、径方向内方へ延在する円板部が形成され、この円板部は、周方向の全周又は一部に形成され、且つ前記小径間座の小径側の端面に当接し、
前記円筒部の前記フランジの一端面側には、径方向外方へ折り曲げる曲げ部が形成され、この曲げ部は、周方向の一部に形成され、且つ前記大径間座の大径側の端面に当接し、
前記小径間座及び前記大径間座が軸方向に相対的に移動し、これら両間座間のテーパ面における嵌め合いの締め代調整範囲内にて両間座を位置決めして前記間座の幅調整を行ない、この幅調整により軸受のラジアル内部すきまを調整した後、前記曲げ部を折り曲げることにより、前記小径間座と前記大径間座とを固定することを特徴とする請求項１に記載の回転軸装置。
前記固定手段は、前記小径間座外周面及び前記大径間座内周面を螺合してなることを特徴とする請求項１に記載の回転軸装置。